В новом исследовании ученые обнаружили, что биосинтез железа открывает новый путь для возможности биологической магнитной маркировки в клетках.
Хотя магнитные наночастицы все чаще используются для визуализации клеток и биоинженерии тканей, то, что происходит с ними в стволовых клетках в долгосрочной перспективе, остается незадокументированным.
Материалы и методы обследования
Чтобы проследить путь этих наночастиц в клетках, ученые разработали оригинальный метод наномагнетизма в живых системах: сначала они включили магнитные наночастицы in vitro в стволовые клетки человека. Затем они выращивали их для дифференциация и развития в течение 1 месяца, чтобы наблюдать их в течение длительного времени во внутриклеточной среде и контролировать их трансформацию.
Результаты научной работы
Исследователи из Национального центра научных исследований (CNRS), Университета Сорбонны (Sorbonne Université) и Университета Париж Дидро (Universities Paris Diderot) показали существенную деградацию этих наночастиц, при которой в некоторых случаях клетки «размагничиваются». Это явление является признаком биосинтеза новых магнитных наночастиц из железа, высвобождаемых во внутриклеточной среде при деградации первых наночастиц. Опубликованное в журнале PNAS, это исследование может объяснить наличие «естественного» магнетизма в клетках человека и помочь предусмотреть новые методы диагностики и лечения в наномедицине благодаря этому магнетизму, производимому самими клетками. Магнитные наночастицы лежат в основе современной наномедицины: они служат диагностическими агентами для визуализации, тепловыми противораковыми агентами, лекарственными препаратами и агентами для тканевой инженерии. Вопрос об их судьбе в клетках после того, как они выполнили свою терапевтическую миссию, не был хорошо понят. Следуя «магнитному отпечатку» этих наночастиц в клетках, исследователи показали, что они сначала разрушаются (намагниченность клеток падает) и выделяют железо во внутриклеточную среду. Затем это «свободное» железо хранится в немагнитной форме в ферритине, белке, ответственном за хранение железа, или служит основой для биосинтеза новых магнитных наночастиц в клетке.
Известно, что это явление встречается у некоторых бактерий, но такой биосинтез никогда не был показан в клетках млекопитающих. Это может объяснить наличие магнитных кристаллов у человека, наблюдаемых в клетках различных органов, особенно в мозге. Более того, накопление железа в магнитной форме также может служить для детоксикации клетки в течение длительного времени и для противодействия избытку железа. С точки зрения наномедицины, этот биосинтез открывает новый путь для возможности чисто биологической магнитной маркировки в клетках.
Авторы другого исследования утверждают, что перенесшие инсульт пациенты могут улучшить качество жизни при помощи транскраниальной магнитной стимуляции мозга.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
